Arduino-baseret digitalt amperemeter

Ammeter bruges til at måle strømmen gennem enhver belastning eller enhed. Her i dette Arduino-amperemeter forklarer vi om måling af strøm ved hjælp af ohm's lov. Det vil være ganske interessant såvel som en god anvendelse af grundlæggende videnskab, som vi studerede i vores skoledage.

Alle af os er velkendte for ohm's lov. Det hedder, at " potentialforskellen mellem to poler eller terminaler på en leder er direkte proportional med mængden af strøm, der passerer gennem den samme leder " for konstant proportionalitet, vi bruger modstand, så her er det kommer ligningen af ohm's lov.

V = IR

V = spænding over lederen i Volt (v).
I = strøm passerer gennem lederen i Ampere (A).
R = modstandskonstant af proportionalitet i Ohm (Ω).

For at finde den aktuelle passage gennem enheden omarrangerer vi bare ligningen som nedenfor, eller vi kan beregne med ohm's lovberegner.

I = V / R

Så for at finde ud af strømmen har vi brug for nogle data:

Spænding
Modstand

Vi skal bygge en seriemodstand sammen med enheden. Da vi har brug for at finde spændingsfald over enheden, har vi brug for spændingsaflæsninger før og efter spændingsfaldet, hvilket er muligt i modstanden på grund af ingen polaritet.

Som i ovenstående diagram skal vi finde de to spændinger, der strømmer over modstanden. Forskellen mellem spændingerne (V1-V2) i de to ender af modstandene giver os spændingsfald over modstanden (R), og vi deler spændingsfaldet med modstandsværdien, vi får strømmen (I) gennem enheden. Det er sådan, vi kan beregne den aktuelle værdi, der passerer gennem den, lad os komme ind i den praktiske implementering.

Nødvendige komponenter:

Arduino Uno.
Modstand 22Ω.
LCD 16x2.
LED.
10K pot.
Brødbræt.
Multimeter.
Jumper kabler.

Kredsløbsdiagram og forbindelser:

Det skematiske diagram af Arduino Ammeter-projektet følger

Det skematiske diagram viser forbindelsen mellem Arduino Uno og LCD, modstand og LED. Arduino Uno er strømkilden til alle andre komponenter.

Arduino har analoge og digitale ben. Sensorkredsløbet er forbundet til de analoge indgange, hvorfra vi får værdien af spændingen. LCD'et er forbundet med de digitale ben (7,8,9,10,11,12).

LCD'et har 16 ben, de første to ben (VSS, VDD) og de sidste to ben (Anode, katode) er forbundet til GND og 5V. Reset (RS) og aktiver (E) ben er forbundet til Arduino digitale ben 7 og 8. Datapindene D4-D7 er forbundet til de digitale ben i Arduino (9,10,11,12). V0-stiften er forbundet til den midterste stift i potten. De røde og sorte ledninger er 5v og GND.

Nuværende sensing kredsløb:

Dette amperemeter kredsløb består af modstand og LED som belastning. Modstanden er serieforbundet til lysdioden, der strømmer gennem belastningen, og spændingsfald bestemmes fra modstanden. Terminalen V1, V2 vil oprette forbindelse til den analoge indgang på Arduino.

I ADC af Arduino, der dækker spændingen i 10 bit opløsningstal fra 0-1023. Så vi er nødt til at skjule det i spændingsværdi ved hjælp af programmeringen. Før det skal vi kende den minimale spænding, som ADC af Arduino kan registrere, denne værdi er 4,88mV. Vi multiplicerer værdien fra ADC med 4.88mV, og vi får den faktiske spænding i ADC. Lær mere om ADC af Arduino her.

Beregninger:

Spændingsværdien fra ADC i Arduino ligger i intervallet 0-1023, og referencespændingen ligger i området mellem 0-5v.

For eksempel:

Værdien af V1 = 710, V2 = 474 og R = 22Ω, forskellen mellem spændingerne er 236. Vi konverterer den til spænding ved at gange med 0,00488, så får vi 1,15v. Så spændingsforskellen er 1,15v ved at dividere den med 22 her får vi den aktuelle værdi 0,005A. Her har vi brugt den lave værdi 22ohm modstand som strømføler. Sådan kan vi måle strømmen ved hjælp af Arduino.

Arduino-kode:

Komplet kode til arduino-baseret amperemeter til måling af strøm findes i slutningen af denne artikel.

Arduino programmering er næsten det samme som med c programmering, først erklærer vi header filerne. Overskriftsfilerne kalder filen i lageret, ligesom til beregningen får jeg spændingsværdierne ved hjælp af analoglæsefunktion .

int voltage_value0 = analogRead (A0); int voltage_value1 = analogRead (A1);

En midlertidig float-variabel erklæres for at holde spændingsværdien som float temp_val. Værdien ganges med 0,00488 for at få den faktiske spændingsforskel, så divideres den med modstandsværdi for at finde den aktuelle strømning. 0.00488v er den minimale spænding, som ADC fra Arduino kan registrere.

int subraction_value = (voltage_value0 - voltage_value1); float temp_val = (subraction_value * 0.00488); float current_value = (temp_val / 22);

Tjek den fulde demonstrationsvideo nedenfor, og kontroller også Arduino Digital Voltmeter.